JP2010083682A - ニッケル複合酸化物の製造方法、該方法により得られるニッケル複合酸化物、該ニッケル複合酸化物を用いてなる酸化ニッケル−安定化ジルコニア複合酸化物、該酸化ニッケル−安定化ジルコニア複合酸化物を含有する固体酸化物型燃料電池用燃料極 - Google Patents
ニッケル複合酸化物の製造方法、該方法により得られるニッケル複合酸化物、該ニッケル複合酸化物を用いてなる酸化ニッケル−安定化ジルコニア複合酸化物、該酸化ニッケル−安定化ジルコニア複合酸化物を含有する固体酸化物型燃料電池用燃料極 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】一般式Ni1−xAxOy(式中、AはBe,Mg,Ca,Sr,Ba,Mn,La,Pr,Sm,Gd,Sc,Y,Ti,Zr及びCeからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を示し、xは0.03〜0.13であり、yは0.98〜1.26である)で表されるニッケル複合酸化物の製造方法であって、ニッケル塩及び前記Aの塩を溶解させた水溶液中のニッケルイオン及びAイオンの濃度をそれぞれ一定に維持しつつ、ニッケル塩及び前記Aの塩を連続的に供給することにより、前記水溶液中で一般式Ni1−xAx(OH)2y(式中、A、x及びyは前記と同じ)で表されるニッケル複合水酸化物を析出させ、加熱処理する。
【選択図】なし
Description
1. 一般式
Ni1−xAxOy (1)
(式中、AはBe,Mg,Ca,Sr,Ba,Mn,La,Pr,Sm,Gd,Sc,Y,Ti,Zr及びCeからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を示し、xは0.03〜0.13であり、yは0.98〜1.26である)
で表されるニッケル複合酸化物の製造方法であって、
1)ニッケル塩及び前記Aの塩を溶解させた水溶液中のニッケルイオン及びAイオンの濃度をそれぞれ一定に維持しつつ、下記i)及びii)の操作を行う工程、
i)ニッケル塩及び前記Aの塩を連続的に供給することにより、前記水溶液中で一般式
Ni1−xAx(OH)2y (2)
(式中、A、yは前記と同じ)
で表されるニッケル複合水酸化物を析出させる操作、
ii)操作i)で析出させたニッケル複合水酸化物(2)を前記水溶液から連続的に取り出す操作
並びに、
2)工程1)で取り出したニッケル複合水酸化物(2)を加熱処理することにより、ニッケル複合酸化物(1)を得る工程
を含むニッケル複合酸化物(1)の製造方法。
2. 前記Aが、Mg,Mn,La,Pr,Gd,Y,Sc,Zr及びCeからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素である上記項1に記載のニッケル複合酸化物(1)の製造方法。
3. 前記ニッケル塩及び前記Aの塩が伴に、硫酸塩、硝酸塩、塩化物及びオキシ塩化物からなる群から選ばれる少なくとも一種の塩である上記項1又は2に記載のニッケル複合酸化物(1)の製造方法。
4. 前記水溶液中のニッケルイオン及びAイオンのモル比(ニッケルイオン/Aイオン)が、6.69〜32.3である上記項1〜3のいずれかに記載のニッケル複合酸化物(1)の製造方法。
5. さらに、前記水溶液に錯化剤を供給する上記項1〜4のいずれかに記載のニッケル複合酸化物(1)の製造方法。
6. 前記水溶液のpH値が10〜13.5である上記項1〜5のいずれかに記載のニッケル複合酸化物(1)の製造方法。
7. アルカリ金属水溶液を前記水溶液に供給することにより、前記水溶液のpH値を調整する上記項5に記載のニッケル複合酸化物(1)の製造方法。
8. 上記項1〜7のいずれかに記載の製造方法によって得られるニッケル複合酸化物(1)。
9. 上記項8に記載のニッケル複合酸化物(1)と安定化ジルコニアとを複合化してなる酸化ニッケル−安定化ジルコニア複合酸化物。
10. 上記項9に記載の酸化ニッケル−安定化ジルコニア複合酸化物を含有する固体酸化物型燃料電池用燃料極。
本発明のニッケル複合酸化物の製造方法は、一般式
Ni1−xAxOy (1)
(式中、AはBe,Mg,Ca,Sr,Ba,Mn,La,Pr,Sm,Gd,Sc,Y,Ti,Zr及びCeからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を示し、xは0.03〜0.13であり、yは0.98〜1.26である)
で表されるニッケル複合酸化物の製造方法であって、
1)ニッケル塩及び前記Aの塩を溶解させた水溶液中のニッケルイオン及びAイオンの濃度をそれぞれ一定に維持しつつ、下記i)及びii)の操作を行う工程、
i)ニッケル塩及び前記Aの塩を連続的に供給することにより、前記水溶液中で一般式
Ni1−xAx(OH)2y (2)
(式中、A、x及びyは前記と同じ)
で表されるニッケル複合水酸化物を析出させる操作、
ii)操作i)で析出させたニッケル複合水酸化物(2)を前記水溶液から連続的に取り出す操作
並びに、
2)工程1)で取り出したニッケル複合水酸化物(2)を加熱処理することにより、ニッケル複合酸化物(1)を得る工程
を含む。
工程1)では、ニッケル塩及び前記Aの塩を溶解させた水溶液中のニッケルイオン及びAイオンの濃度がそれぞれ一定になるように下記i)及びii)の操作を行う。
操作i)では、ニッケル塩及び前記Aの塩を連続的に供給することにより、前記水溶液中で一般式
Ni1−xAx(OH)2y (2)
(式中、A、x及びyは前記と同じ)
で表されるニッケル複合水酸化物を析出させる。
操作ii)では、操作i)で析出させたニッケル複合水酸化物(2)を前記水溶液から連続的に取り出す。すなわち、操作i)で連続的に析出させたニッケル複合水酸化物(2)を連続的に取り出すことにより、前記水溶液2中のニッケルイオン及びAイオンの濃度をそれぞれ一定に保ちながら、本発明の製造方法を連続的に行う。
工程2)では、工程1)で取り出したニッケル複合水酸化物(2)を加熱処理することにより、ニッケル複合酸化物(1)を得る。
本発明の製造方法により得られたニッケル複合酸化物(1)と安定化ジルコニアとを複合化することにより酸化ニッケル−安定化ジルコニア複合酸化物を得ることができる。得られる酸化ニッケル−安定化ジルコニア複合酸化物は、ニッケルと安定化ジルコニウムとが微細且つ均一に分布している。
本発明の固体酸化物型燃料電池用燃料極は、前記酸化ニッケル−安定化ジルコニア複合酸化物を含有する。本発明の燃料極は、前記複合酸化物を含有することにより、発電時に優れた電子伝導性、イオン伝導性を発揮し、優れた出力特性を示すことができる。発電時において、前記複合酸化物内のニッケルは、高い比表面積を有し、且つ、均一に分散された状態にあるため、優れた出力特性を発揮できる。特に、本発明の燃料極に炭化水素燃料を水素ガスに改質せずに直接導入した場合であっても、該燃料極は高い出力を発揮できる。
(ニッケル複合酸化物(A)の製造)
図1(模式図)の反応装置を用いてニッケル複合水酸化物を調製した。
(酸化ニッケル−安定化ジルコニア複合酸化物の製造)
得られたニッケル複合酸化物粒子と平均粒径0.5μmのスカンジウム安定化ジルコニア(第一稀元素化学製)とをボールミルにて20時間湿式粉砕し、得られたスラリーを乾燥することにより、酸化ニッケル−スカンジウム安定化ジルコニア複合酸化物粉末を得た。
(ニッケル複合酸化物(A)の製造)
ニッケルイオンに対するマグネシウムイオンのモル比(ニッケルイオン/マグネシウムイオン)を9.0になるように、硫酸マグネシウムを前記水溶液に溶解させた以外は、実施例1と同様の方法により平均粒径6.2μmのニッケル複合酸化物(Ni0.9Mg0.1O1.0)粒子を得た。
(酸化ニッケル−安定化ジルコニア複合酸化物の製造)
本実施例で得られたニッケル複合酸化物粒子を用いる以外は、実施例1と同様の方法により、酸化ニッケル−スカンジウム安定化ジルコニア複合酸化物粒子を得た。
(ニッケル複合酸化物(A)の製造)
硫酸マグネシウムの代わりに、ニッケルイオンに対するマンガンイオンのモル比(ニッケルイオン/マンガンイオン)が19.0になるように、硫酸マンガンを前記水溶液に溶解させ、且つ、大気雰囲気下ではなく窒素雰囲気(窒素ガスを1L/分で供給)下で焼成した以外は、実施例1と同様の方法により平均粒径7.5μmのニッケル複合酸化物(Ni0.95Mn0.05O1.0)粒子を得た。
(酸化ニッケル−安定化ジルコニア複合酸化物の製造)
本実施例で得られたニッケル複合酸化物粒子を用いる以外は、実施例1と同様の方法により、酸化ニッケル−スカンジウム安定化ジルコニア複合酸化物粒子を得た。
(ニッケル複合酸化物(A)の製造)
ニッケルイオンに対するマンガンイオンのモル比(ニッケルイオン/マンガンイオン)が9.0になるように、硫酸マンガンを前記水溶液に溶解させた以外は、実施例3と同様の方法により平均粒径5.1μmのニッケル複合酸化物(Ni0.9Mn0.1O1.0)粒子を得た。
(酸化ニッケル−安定化ジルコニア複合酸化物の製造)
本実施例で得られたニッケル複合酸化物粒子を用いる以外は、実施例1と同様の方法により、酸化ニッケル−スカンジウム安定化ジルコニア複合酸化物粒子を得た。
(ニッケル複合酸化物(A)の製造)
硫酸マグネシウムの代わりに、ニッケルイオンに対するランタンイオンのモル比(ニッケルイオン/ランタンイオン)が19.0になるように、硝酸ランタン水溶液を前記水溶液に混合した以外は、実施例1と同様の方法により平均粒径6.0μmのニッケル複合酸化物(Ni0.95La0.05O1.08)粒子を得た。
(酸化ニッケル−安定化ジルコニア複合酸化物の製造)
本実施例で得られたニッケル複合酸化物粒子を用いる以外は、実施例1と同様の方法により、酸化ニッケル−スカンジウム安定化ジルコニア複合酸化物粒子を得た。
(ニッケル複合酸化物(A)の製造)
ニッケルイオンに対するランタンイオンのモル比(ニッケルイオン/ランタンイオン)が9.0になるように、硝酸ランタン水溶液を前記水溶液に混合した以外は、実施例1と同様の方法により平均粒径4.8μmのニッケル複合酸化物(Ni0.9La0.1O1.15)粒子を得た。
(酸化ニッケル−安定化ジルコニア複合酸化物の製造)
本実施例で得られたニッケル複合酸化物粒子を用いる以外は、実施例1と同様の方法により、酸化ニッケル−スカンジウム安定化ジルコニア複合酸化物粒子を得た。
(ニッケル複合酸化物(A)の製造)
硫酸マグネシウムの代わりに、ニッケルイオンに対するプラセオジウムイオンのモル比(ニッケルイオン/プラセオジウムイオン)が19.0になるように、硝酸プラセオジウム水溶液を前記水溶液に混合した以外は、実施例1と同様の方法により平均粒径5.4μmのニッケル複合酸化物(Ni0.95Pr0.05O1.08)粒子を得た。
(酸化ニッケル−安定化ジルコニア複合酸化物の製造)
本実施例で得られたニッケル複合酸化物粒子を用いる以外は、実施例1と同様の方法により、酸化ニッケル−スカンジウム安定化ジルコニア複合酸化物粒子を得た。
(ニッケル複合酸化物(A)の製造)
ニッケルイオンに対するプラセオジウムイオンのモル比(ニッケルイオン/プラセオジウムイオン)が9.0になるように、硝酸プラセオジウム水溶液を前記水溶液に混合した以外は、実施例1と同様の方法により平均粒径5.0μmのニッケル複合酸化物(Ni0.9Pr0.1O1.15)粒子を得た。
(酸化ニッケル−安定化ジルコニア複合酸化物の製造)
本実施例で得られたニッケル複合酸化物粒子を用いる以外は、実施例1と同様の方法により、酸化ニッケル−スカンジウム安定化ジルコニア複合酸化物粒子を得た。
(ニッケル複合酸化物(A)の製造)
硫酸マグネシウムの代わりに、ニッケルイオンに対するジルコニウムイオンのモル比(ニッケルイオン/ジルコニウムイオン)が19.0になるように、オキシ塩化ジルコニウム水溶液を前記水溶液に混合した以外は、実施例1と同様の方法により平均粒径5.2μmのニッケル複合酸化物(Ni0.95Zr0.05O1.1)粒子を得た。
(酸化ニッケル−安定化ジルコニア複合酸化物の製造)
本実施例で得られたニッケル複合酸化物粒子を用いる以外は、実施例1と同様の方法により、酸化ニッケル−スカンジウム安定化ジルコニア複合酸化物粒子を得た。
(ニッケル複合酸化物(A)の製造)
ニッケルイオンに対するジルコニウムイオンのモル比(ニッケルイオン/ジルコニウムイオン)が9.0になるように、オキシ塩化ジルコニウム水溶液を前記水溶液に混合した以外は、実施例1と同様の方法により平均粒径4.9μmのニッケル複合酸化物(Ni0.9Zr0.1O1.2)粒子を得た。
(酸化ニッケル−安定化ジルコニア複合酸化物の製造)
本実施例で得られたニッケル複合酸化物粒子を用いる以外は、実施例1と同様の方法により、酸化ニッケル−スカンジウム安定化ジルコニア複合酸化物粒子を得た。
(ニッケル複合酸化物(A)の製造)
硫酸マグネシウムの代わりに、ニッケルイオンに対するジルコニウムイオン並びにイットリウムのモル比(ニッケルイオン/(ジルコニウムイオン+イットリウムイオン)が16.0かつジルコニウムイオンに対するイットリウムイオンのモル比(ジルコニウムイオン/イットリウムイオン)が5.75になるように、オキシ塩化ジルコニウム水溶液および塩化イットリウム水溶液を前記水溶液に混合した以外は、実施例1と同様の方法により平均粒径5.4μmのニッケル複合酸化物(Ni0.941Zr0.05Y0.009O1.1)粒子を得た。
(酸化ニッケル−安定化ジルコニア複合酸化物の製造)
本実施例で得られたニッケル複合酸化物粒子を用いる以外は、実施例1と同様の方法により、酸化ニッケル−スカンジウム安定化ジルコニア複合酸化物粒子を得た。
(ニッケル複合酸化物(A)の製造)
ニッケルイオンに対するジルコニウムイオン並びにイットリウムのモル比(ニッケルイオン/(ジルコニウムイオン+イットリウムイオン)が7.51かつジルコニウムイオンに対するイットリウムイオンのモル比(ジルコニウムイオン/イットリウムイオン)が5.75になるように、オキシ塩化ジルコニウム水溶液および塩化イットリウム水溶液を前記水溶液に混合した以外は、実施例5と同様の方法により平均粒径9.6μmのニッケル複合酸化物(Ni0.883Zr0.1Y0.017O1.2)粒子を得た。
(酸化ニッケル−安定化ジルコニア複合酸化物の製造)
本実施例で得られたニッケル複合酸化物粒子を用いる以外は、実施例1と同様の方法により、酸化ニッケル−スカンジウム安定化ジルコニア複合酸化物粒子を得た。
(ニッケル複合酸化物(A)の製造)
硫酸マグネシウムの代わりに、ニッケルイオンに対するジルコニウムイオン、スカンジウム並びにセリウムのモル比(ニッケルイオン/(ジルコニウムイオン+スカンジウムイオン+セリウムイオン)が15.2かつジルコニウムイオンに対するスカンジウムイオンのモル比(ジルコニウムイオン/スカンジウムイオン)が4.45になるように、またジルコニウムイオンに対するセリウムイオンのモル比(ジルコニウムイオン/セリウムイオン)が89.0になるように、オキシ塩化ジルコニウム水溶液、塩化スカンジウム、塩化セリウム水溶液を前記水溶液に混合した以外は、実施例1と同様の方法により平均粒径6.5μmのニッケル複合酸化物(Ni0.937Zr0.05Sc0.012Ce0.001O1.1)粒子を得た。
(酸化ニッケル−安定化ジルコニア複合酸化物の製造)
本実施例で得られたニッケル複合酸化物粒子を用いる以外は、実施例1と同様の方法により、酸化ニッケル−スカンジウム安定化ジルコニア複合酸化物粒子を得た。
(ニッケル複合酸化物(A)の製造)
硫酸マグネシウムの代わりに、ニッケルイオンに対するジルコニウムイオン、スカンジウム並びにセリウムのモル比(ニッケルイオン/(ジルコニウムイオン+スカンジウムイオン+セリウムイオン)が7.09かつジルコニウムイオンに対するスカンジウムイオンのモル比(ジルコニウムイオン/スカンジウムイオン)が4.45になるように、またジルコニウムイオンに対するセリウムイオンのモル比(ジルコニウムイオン/セリウムイオン)が89.0になるように、オキシ塩化ジルコニウム水溶液、塩化スカンジウム、塩化セリウム水溶液を前記水溶液に混合した以外は、実施例1と同様の方法により平均粒径8.6μmのニッケル複合酸化物(Ni0.875Zr0.1Sc0.023Ce0.002O1.2)粒子を得た。
(酸化ニッケル−安定化ジルコニア複合酸化物の製造)
本実施例で得られたニッケル複合酸化物粒子を用いる以外は、実施例1と同様の方法により、酸化ニッケル−スカンジウム安定化ジルコニア複合酸化物粒子を得た。
(ニッケル複合酸化物(A)の製造)
硫酸マグネシウムの代わりに、ニッケルイオンに対するセリウムイオン、ガドリニウムイオンのモル比(ニッケルイオン/(セリウムイオン+ガドリニウムイオン)が17.0かつセリウムイオンに対するガドリニウムイオンのモル比(ジルコニウムイオン/ガドリニウムイオン)が9.0になるように、塩化セリウム水溶液、硝酸ガドリニウム水溶液を前記水溶液に混合した以外は、実施例1と同様の方法により平均粒径6.6μmのニッケル複合酸化物(Ni0.944Ce0.05Gd0.006O1.1)粒子を得た。
(酸化ニッケル−安定化ジルコニア複合酸化物の製造)
本実施例で得られたニッケル複合酸化物粒子を用いる以外は、実施例1と同様の方法により、酸化ニッケル−スカンジウム安定化ジルコニア複合酸化物粒子を得た。
(ニッケル複合酸化物(A)の製造)
硫酸マグネシウムの代わりに、ニッケルイオンに対するチタンイオンのモル比(ニッケルイオン/チタンイオン)が19.0になるように、四塩化チタン水溶液を前記水溶液に混合した以外は、実施例1と同様の方法により平均粒径6.9μmのニッケル複合酸化物(Ni0.95Ti0.05O1.1)粒子を得た。
(酸化ニッケル−安定化ジルコニア複合酸化物の製造)
本実施例で得られたニッケル複合酸化物粒子を用いる以外は、実施例1と同様の方法により、酸化ニッケル−スカンジウム安定化ジルコニア複合酸化物粒子を得た。
(酸化ニッケルの製造)
硫酸マグネシウムを添加しない以外は、実施例1と同様の方法により平均粒径8.6μmの酸化ニッケル粒子を得た。
(酸化ニッケル−安定化ジルコニア複合酸化物の製造)
ニッケル複合酸化物粒子の代わりに、本比較例で得られた酸化ニッケルを用いる以外は、実施例1と同様の方法により、酸化ニッケル−スカンジウム安定化ジルコニア複合酸化物粒子を得た。
(ニッケル複合酸化物(A)の製造)
ニッケルイオンに対するマグネシウムイオンのモル比(ニッケルイオン/マグネシウムイオン)を4.0になるように、硫酸マグネシウムを前記水溶液に溶解させた以外は、実施例1と同様の方法により平均粒径3.2μmのニッケル複合酸化物(Ni0.8Mg0.2O1.0)粒子を得た。
(酸化ニッケル−安定化ジルコニア複合酸化物の製造)
本実施例で得られたニッケル複合酸化物粒子を用いる以外は、実施例1と同様の方法により、酸化ニッケル−スカンジウム安定化ジルコニア複合酸化物粒子を得た。
(ニッケル複合酸化物(A)の製造)
ニッケルイオンに対するマグネシウムイオンのモル比(ニッケルイオン/マグネシウムイオン)を99.0になるように、硫酸マグネシウムを前記水溶液に溶解させた以外は、実施例1と同様の方法により平均粒径9.1μmのニッケル複合酸化物(Ni0.99Mg0.01O1.0)粒子を得た。
(酸化ニッケル−安定化ジルコニア複合酸化物の製造)
本実施例で得られたニッケル複合酸化物粒子を用いる以外は、実施例1と同様の方法により、酸化ニッケル−スカンジウム安定化ジルコニア複合酸化物粒子を得た。
(ニッケル複合酸化物(A)の製造)
ニッケルイオンに対するマンガンイオンのモル比(ニッケルイオン/マンガンイオン)が4.0になるように、硫酸マンガンを前記水溶液に溶解させた以外は、実施例3と同様の方法により平均粒径6.1μmのニッケル複合酸化物(Ni0.8Mn0.2O1.0)粒子を得た。
(酸化ニッケル−安定化ジルコニア複合酸化物の製造)
本実施例で得られたニッケル複合酸化物粒子を用いる以外は、実施例1と同様の方法により、酸化ニッケル−スカンジウム安定化ジルコニア複合酸化物粒子を得た。
(ニッケル複合酸化物(A)の製造)
ニッケルイオンに対するマンガンイオンのモル比(ニッケルイオン/マンガンイオン)が99.0になるように、硫酸マンガンを前記水溶液に溶解させた以外は、実施例3と同様の方法により平均粒径10.5μmのニッケル複合酸化物(Ni0.99Mn0.01O1.0)粒子を得た。
(酸化ニッケル−安定化ジルコニア複合酸化物の製造)
本実施例で得られたニッケル複合酸化物粒子を用いる以外は、実施例1と同様の方法により、酸化ニッケル−スカンジウム安定化ジルコニア複合酸化物粒子を得た。
(ニッケル複合酸化物(A)の製造)
硝酸ニッケル水溶液に硝酸マグネシウムを、ニッケルイオンに対するマグネシウムイオンのモル比(ニッケルイオン/マグネシウムイオン)が9.0になるように、硫酸マグネシウムを該溶液に溶解させた。次いで、得られた溶液をマイクロミストドライヤー(藤崎電機製、型式:MDL−050B)を用い、100L/分のエアが供給されたノズルを用いて液流量50ml/分で霧状にしつつ入口温度200℃の乾燥機内へと供給した。得られた乾燥粉を実施例1と同様の条件で焼成することで、平均粒径8.2μmのニッケル複合酸化物(Ni0.9Mg0.1O1.0)粒子を得た。
(酸化ニッケル−安定化ジルコニア複合酸化物の製造)
本比較例で得られた酸化ニッケルを用いる以外は、実施例1と同様の方法により、酸化ニッケル−スカンジウム安定化ジルコニア複合酸化物粒子を得た。
(ニッケル複合酸化物の製造)
ニッケルイオンに対するマンガンイオンのモル比(ニッケルイオン/マンガンイオン)が19.0になるように、酸化ニッケル粒子並びに酸化マンガン粒子を乳鉢で混合し、得られた混合粉を、実施例3と同様の方法により平均粒径8.2μmのニッケル複合酸化物(Ni0.95Mn0.05O1.0)粒子を得た。
(酸化ニッケル−安定化ジルコニア複合酸化物の製造)
本比較例で得られたニッケル複合酸化物粒子を用いる以外は、実施例1と同様の方法により、酸化ニッケル−スカンジウム安定化ジルコニア複合酸化物粒子を得た。
下記条件下で、固体酸化物型燃料電池を作製した。
セル形状
セル直径;15mmφ
電解質厚さ;500μm
各電極の直径;0.64cm2
電解質;8YSZ(東ソー製 TZ−8YSB)
カソード;LSM−80F(第一稀元素化学製)と10Sc1CeSZ(第一稀元素化学製)を重量比1:1で混合
セル製造条件
1)電解質
1)−1 成形;プレス成型の後CIP処理 (CIP圧;1.3t/cm2)
2)−2 焼成;1500℃×2hr
3)−3 加工;上下面→平面研削 外径→円筒研削
2)アノード
・スクリーンマスク ST#165 乳剤厚20μm
・印刷回数 2回
・ 焼き付け温度 1300℃×2hr
3)カソード
・スクリーンマスク ST#165 乳剤厚20μm
・印刷回数 2回
・焼き付け温度 1200℃×2hr
<発電評価>
作製した固体酸化物型燃料電池を測定冶具にセットし、それを電気炉内に設置した後、電気炉を1000℃まで昇温させた。1000℃に達したら窒素ガスを150(ml/分)10〜20分フローさせ、その後アノード側にH2:N2=5:95の混合ガスを150(ml/分)、カソード側にAirガスを150(ml/分)フローさせ、単セルの起電力が安定するまで保持した。その後、電気炉を800℃に降温し、アノードへ供給する燃料ガスを窒素で希釈した3%加湿メタンガス(窒素とメタンガスとの体積比=10:90)へと切り替えた後に、I−V(電流-電圧)測定を実施した。I−V測定は、ガルバノスタットを用いて電流値を目標値(400mA/cm2)まで制御した後、その電流値を30分間維持した後の端子電圧を読み取った。読み取った電圧値(mV)を、比較例1の酸化ニッケル−安定化ジルコニア複合酸化物を用いて作製した電池の前記I−V測定結果(電圧値(mV))で除することにより得られた値(%)を表1に示す。
2・・・オーバーフローパイプ
3・・・反応槽
4、7、8、9、10・・・管
5・・・pHセンサー
6・・・原液調製槽
Claims (10)
- 一般式
Ni1−xAxOy (1)
(式中、AはBe,Mg,Ca,Sr,Ba,Mn,La,Pr,Sm,Gd,Sc,Y,Ti,Zr及びCeからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を示し、xは0.03〜0.13であり、yは0.98〜1.26である)
で表されるニッケル複合酸化物の製造方法であって、
1)ニッケル塩及び前記Aの塩を溶解させた水溶液中のニッケルイオン及びAイオンの濃度をそれぞれ一定に維持しつつ、下記i)及びii)の操作を行う工程、
i)ニッケル塩及び前記Aの塩を連続的に供給することにより、前記水溶液中で一般式
Ni1−xAx(OH)2y (2)
(式中、A、yは前記と同じ)
で表されるニッケル複合水酸化物を析出させる操作、
ii)操作i)で析出させたニッケル複合水酸化物(2)を前記水溶液から連続的に取り出す操作
並びに、
2)工程1)で取り出したニッケル複合水酸化物(2)を加熱処理することにより、ニッケル複合酸化物(1)を得る工程
を含むニッケル複合酸化物(1)の製造方法。 - 前記Aが、Mg,Mn,La,Pr,Gd,Y,Sc,Zr及びCeからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素である請求項1に記載のニッケル複合酸化物(1)の製造方法。
- 前記ニッケル塩及び前記Aの塩が伴に、硫酸塩、硝酸塩、塩化物及びオキシ塩化物からなる群から選ばれる少なくとも一種の塩である請求項1又は2に記載のニッケル複合酸化物(1)の製造方法。
- 前記水溶液中のニッケルイオン及びAイオンのモル比(ニッケルイオン/Aイオン)が、6.69〜32.3である請求項1〜3のいずれかに記載のニッケル複合酸化物(1)の製造方法。
- さらに、前記水溶液に錯化剤を供給する請求項1〜4のいずれかに記載のニッケル複合酸化物(1)の製造方法。
- 前記水溶液のpH値が10〜13.5である請求項1〜5のいずれかに記載のニッケル複合酸化物(1)の製造方法。
- アルカリ金属水溶液を前記水溶液に供給することにより、前記水溶液のpH値を調整する請求項5に記載のニッケル複合酸化物(1)の製造方法。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の製造方法によって得られるニッケル複合酸化物(1)。
- 請求項8に記載のニッケル複合酸化物(1)と安定化ジルコニアとを複合化してなる酸化ニッケル−安定化ジルコニア複合酸化物。
- 請求項9に記載の酸化ニッケル−安定化ジルコニア複合酸化物を含有する固体酸化物型燃料電池用燃料極。
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